(1)參數測量原理:流liu式shi細xi胞bao計ji可ke同tong時shi進jin行xing多duo參can數shu測ce量liang,信xin息xi主zhu要yao來lai自zi特te異yi性xing熒ying光guang信xin號hao及ji非fei熒ying光guang散san射she信xin號hao。測ce量liang是shi在zai測ce量liang區qu進jin行xing的de,所suo謂wei測ce量liang區qu就jiu是shi照zhao射she激ji光guang束shu和he噴pen出chu噴pen孔kong的de液ye流liu束shu垂chui直zhi相xiang交jiao點dian。液ye流liu中zhong央yang的de單dan個ge細xi胞bao通tong過guo測ce量liang區qu時shi,受shou到dao激ji光guang照zhao射she會hui向xiang立li體ti角jiao為wei2π的整個空間散射光線,散射光的波長和入射光的波長相同。散射光的強度及其空間分布與細胞的大小、形態、質膜和細胞內部結構密切相關,因為這些生物學參數又和細胞對光線的反射、折(zhe)射(she)等(deng)光(guang)學(xue)特(te)性(xing)有(you)關(guan)。未(wei)遭(zao)受(shou)任(ren)何(he)損(sun)壞(huai)的(de)細(xi)胞(bao)對(dui)光(guang)線(xian)都(dou)具(ju)有(you)特(te)征(zheng)性(xing)的(de)散(san)射(she),因(yin)此(ci)可(ke)利(li)用(yong)不(bu)同(tong)的(de)散(san)射(she)光(guang)信(xin)號(hao)對(dui)不(bu)經(jing)染(ran)色(se)活(huo)細(xi)胞(bao)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)和(he)分(fen)選(xuan)。經(jing)過(guo)固(gu)定(ding)的(de)和(he)染(ran)色(se)處(chu)理(li)的(de)細(xi)胞(bao)由(you)於(yu)光(guang)學(xue)性(xing)質(zhi)的(de)改(gai)變(bian),其(qi)散(san)射(she)光(guang)信(xin)號(hao)當(dang)然(ran)不(bu)同(tong)於(yu)活(huo)細(xi)胞(bao)。散(san)射(she)光(guang)不(bu)僅(jin)與(yu)作(zuo)為(wei)散(san)射(she)中(zhong)心(xin)的(de)細(xi)胞(bao)的(de)參(can)數(shu)相(xiang)關(guan),還(hai)跟(gen)散(san)射(she)角(jiao)、及收集散射光線的立體角等非生物因素有關。
在流式細胞術測量中,常用的是兩種散射方向的散射光測量:①前向角(即0。角)散射(FSC);②側向散射(SSC),又稱90。角jiao散san射she。這zhe時shi所suo說shuo的de角jiao度du指zhi的de是shi激ji光guang束shu照zhao射she方fang向xiang與yu收shou集ji散san射she光guang信xin號hao的de光guang電dian倍bei增zeng管guan軸zhou向xiang方fang向xiang之zhi間jian大da致zhi所suo成cheng的de角jiao度du。一yi般ban說shuo來lai,前qian向xiang角jiao散san射she光guang的de強qiang度du與yu細xi胞bao的de大da小xiao有you關guan,對dui同tong種zhong細xi胞bao群qun體ti隨sui著zhe細xi胞bao截jie麵mian積ji的de增zeng大da而er增zeng大da;對球形活細胞經實驗表明在小立體角範圍內基本上和截麵積大小成線性關係;duiyuxingzhuangfuzajuyouquxiangxingdexibaozekenengchayihenda,youqixuyaozhuyi。cexiangsansheguangdeceliangzhuyaoyonglaihuoquyouguanxibaoneibujingxijiegoudekelixingzhideyouguanxinxi。cexiangsansheguangsuiranyeyuxibaodexingzhuanghedaxiaoyouguan,dantaduixibaomo、胞質、核膜的折射率更為敏感,也能對細胞質內較大顆粒給出靈敏反映。
在(zai)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)中(zhong),儀(yi)器(qi)首(shou)先(xian)要(yao)對(dui)光(guang)散(san)射(she)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)。當(dang)光(guang)散(san)射(she)分(fen)析(xi)與(yu)熒(ying)光(guang)探(tan)針(zhen)聯(lian)合(he)使(shi)用(yong)時(shi),可(ke)鑒(jian)別(bie)出(chu)樣(yang)品(pin)中(zhong)被(bei)染(ran)色(se)和(he)未(wei)被(bei)染(ran)色(se)細(xi)胞(bao)。光(guang)散(san)射(she)測(ce)量(liang)最(zui)有(you)效(xiao)的(de)用(yong)途(tu)是(shi)從(cong)非(fei)均(jun)一(yi)的(de)群(qun)體(ti)中(zhong)鑒(jian)別(bie)出(chu)某(mou)些(xie)亞(ya)群(qun)。
熒光信號主要包括兩部分:①自發熒光,即不經熒光染色細胞內部的熒光分子經光照射後所發出的熒光;②特te征zheng熒ying光guang,即ji由you細xi胞bao經jing染ran色se結jie合he上shang的de熒ying光guang染ran料liao受shou光guang照zhao而er發fa出chu的de熒ying光guang,其qi熒ying光guang強qiang度du較jiao弱ruo,波bo長chang也ye與yu照zhao射she激ji光guang不bu同tong。自zi發fa熒ying光guang信xin號hao為wei噪zao聲sheng信xin號hao,在zai多duo數shu情qing況kuang下xia會hui幹gan擾rao對dui特te異yi熒ying光guang信xin號hao的de分fen辨bian和he測ce量liang。在zai免mian疫yi細xi胞bao化hua學xue等deng測ce量liang中zhong,對dui於yu結jie合he水shui平ping不bu高gao的de熒ying光guang抗kang體ti來lai說shuo,如ru何he提ti高gao信xin噪zao比bi是shi個ge關guan鍵jian。一yi般ban說shuo來lai,細xi胞bao成cheng分fen中zhong能neng夠gou產chan生sheng的de自zi發fa熒ying光guang的de分fen子zi(例核黃素、細胞色素等)的含量越高,自發熒光越強;培養細胞中死細胞/活細胞比例越高,自發熒光越強;細胞樣品中所含亮細胞的比例越高,自發熒光越強。
減少自發熒光幹擾、提高信噪比的主要措施是:①盡量選用較亮的熒光染料;②選用適宜的激光和濾片光學係統;③采用電子補償電路,將自發熒光的本底貢獻予以補償。
(2)樣品分選原理:流式細胞計的分選功能是由細胞分選器來完成的。總的過程是:youpenzuishechudeyezhubeifengechengyilianchuandexiaoshuidi,genjuxuandingdemougecanshuyouluojidianlupanmingshifoujiangbeifenxuan,erhouyouchongdiandianluduixuandingxibaoyedichongdian,daidianyedixiedaixibaotongguojingdianchangerfashengpianzhuan,luorushoujiqizhong;其它液體被當作廢液抽吸掉,某些類型的儀器也有采用捕獲管來進行分選的。
穩定的小液滴是由流動室上的壓電晶體在幾十KHz的電信號作用下發生振動而迫使液流均勻斷裂而形成的。一般液滴間距約距約數百μm。實驗經驗公式f=v/4.5d給出形成穩定水滴的振蕩信號頻率。其中v是液流速度,d為(wei)噴(pen)孔(kong)直(zhi)徑(jing)。由(you)此(ci)可(ke)知(zhi)使(shi)用(yong)不(bu)同(tong)孔(kong)徑(jing)的(de)噴(pen)孔(kong)及(ji)改(gai)變(bian)液(ye)流(liu)速(su)度(du),可(ke)能(neng)會(hui)改(gai)變(bian)分(fen)選(xuan)效(xiao)果(guo)。使(shi)分(fen)選(xuan)的(de)含(han)細(xi)胞(bao)液(ye)滴(di)在(zai)靜(jing)電(dian)場(chang)中(zhong)的(de)偏(pian)轉(zhuan)是(shi)由(you)充(chong)電(dian)電(dian)路(lu)和(he)偏(pian)轉(zhuan)板(ban)共(gong)同(tong)完(wan)成(cheng)的(de)。充(chong)電(dian)電(dian)壓(ya)一(yi)般(ban)選(xuan)+150V,或-150V;偏pian轉zhuan板ban間jian的de電dian位wei差cha為wei數shu千qian伏fu。充chong電dian電dian路lu中zhong的de充chong電dian脈mai衝chong發fa生sheng器qi是shi由you邏luo輯ji電dian路lu控kong製zhi的de,因yin此ci從cong參can數shu測ce定ding經jing邏luo輯ji選xuan擇ze再zai到dao脈mai衝chong充chong電dian需xu要yao一yi段duan延yan遲chi時shi間jian,一yi般ban為wei數shu十shims。精確測定延遲時間是決定分選質量的關鍵,儀器多采用移位寄存器數字電路來產生延遲。可根據具體要求予以適當調整。
(3)數據處理原理:FCM的數據處理主要包括數據的顯示和分析,至於對儀器給出的結果如何解釋則隨所要解決的具體問題而定。
①數據顯示:FCM的數據顯示方式包括單參數直方圖(histogram)、二維點圖(dot plot)、二維等高圖(contour )、假三維圖(pseudo 3D)和列表模式(list mode)等。
直方圖是一維數據用昨最多的圖形顯示形式,既可用於定性分析,又可用於定量分析,形同一般X―Y平麵描圖儀給出的曲線。根據選擇放大器類型不同,橫座標可以是線性標度或對數標度,用“道數”(Channel No .)來表示,實質上是所測的熒光或散射光的強度。縱座標一般表示的是細胞的相對數。
二(er)維(wei)點(dian)圖(tu)能(neng)夠(gou)顯(xian)示(shi)兩(liang)個(ge)獨(du)立(li)參(can)數(shu)與(yu)細(xi)胞(bao)相(xiang)對(dui)數(shu)之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)係(xi)。橫(heng)座(zuo)標(biao)和(he)縱(zong)座(zuo)標(biao)分(fen)別(bie)為(wei)與(yu)細(xi)胞(bao)有(you)關(guan)的(de)兩(liang)個(ge)獨(du)立(li)參(can)數(shu),平(ping)麵(mian)上(shang)每(mei)一(yi)個(ge)點(dian)表(biao)示(shi)同(tong)時(shi)具(ju)有(you)相(xiang)應(ying)座(zuo)標(biao)植(zhi)的(de)細(xi)胞(bao)存(cun)在(zai)(圖10-3)。可(ke)以(yi)由(you)二(er)維(wei)點(dian)圖(tu)得(de)到(dao)兩(liang)個(ge)一(yi)維(wei)直(zhi)方(fang)圖(tu),但(dan)是(shi)由(you)於(yu)兼(jian)並(bing)現(xian)象(xiang)存(cun)在(zai),二(er)維(wei)點(dian)圖(tu)的(de)信(xin)息(xi)量(liang)要(yao)大(da)於(yu)二(er)個(ge)一(yi)維(wei)直(zhi)方(fang)圖(tu)的(de)信(xin)息(xi)量(liang)。所(suo)謂(wei)兼(jian)並(bing)就(jiu)是(shi)說(shuo)多(duo)個(ge)細(xi)胞(bao)具(ju)有(you)相(xiang)同(tong)的(de)二(er)維(wei)座(zuo)標(biao)在(zai)圖(tu)上(shang)隻(zhi)表(biao)現(xian)為(wei)一(yi)個(ge)點(dian),這(zhe)樣(yang)對(dui)細(xi)胞(bao)點(dian)密(mi)集(ji)的(de)地(di)方(fang)就(jiu)難(nan)於(yu)顯(xian)示(shi)它(ta)的(de)精(jing)細(xi)結(jie)構(gou)。
二er維wei等deng高gao圖tu類lei似si於yu地di圖tu上shang的de等deng高gao線xian表biao示shi法fa。它ta是shi為wei了le克ke服fu二er維wei點dian圖tu的de不bu足zu而er設she置zhi的de顯xian示shi方fang法fa。等deng高gao圖tu上shang每mei一yi條tiao連lian續xu曲qu線xian上shang具ju有you相xiang同tong的de細xi胞bao相xiang對dui或huo絕jue對dui數shu,即ji“等高”。曲qu線xian層ceng次ci越yue高gao所suo代dai表biao的de細xi胞bao數shu愈yu多duo。一yi般ban層ceng次ci所suo表biao示shi的de細xi胞bao數shu間jian隔ge是shi相xiang等deng的de,因yin此ci等deng高gao線xian越yue密mi集ji則ze表biao示shi變bian化hua率lv越yue大da,等deng高gao線xian越yue疏shu則ze表biao示shi變bian化hua平ping衡heng。
假三維圖是利用計算機技術對二維等高圖的一種視覺直觀的表現方法。它把原二維圖中的隱座標―細胞數同時顯現,但參數維圖可以通過旋轉、傾斜等操作,以便多方位的觀察“山峰”和“穀地”的結構和細節 ,這無疑是有助於對數據進行分析的。
②數據分析:數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)的(de)方(fang)法(fa)總(zong)的(de)可(ke)分(fen)為(wei)參(can)數(shu)方(fang)法(fa)和(he)非(fei)參(can)數(shu)方(fang)法(fa)兩(liang)大(da)類(lei)。當(dang)被(bei)檢(jian)測(ce)的(de)生(sheng)物(wu)學(xue)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)用(yong)某(mou)種(zhong)數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)技(ji)術(shu)時(shi)則(ze)多(duo)使(shi)用(yong)參(can)數(shu)方(fang)法(fa)。數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)可(ke)以(yi)是(shi)一(yi)個(ge)方(fang)程(cheng)或(huo)方(fang)程(cheng)組(zu),方(fang)程(cheng)的(de)參(can)數(shu)產(chan)生(sheng)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)信(xin)息(xi)來(lai)自(zi)所(suo)測(ce)的(de)數(shu)據(ju)。例(li)如(ru)在(zai)測(ce)定(ding)老(lao)鼠(shu)精(jing)子(zi)的(de)DNA含量時,可以獲取細胞頻數的尖銳波形分布。如果采用正態分布函數來描述這些數據,則參數即為麵積、平ping均jun值zhi和he標biao準zhun偏pian差cha。方fang程cheng的de數shu據ju擬ni合he則ze通tong常chang使shi用yong最zui小xiao二er乘cheng法fa。而er非fei參can數shu分fen析xi法fa對dui測ce量liang得de到dao的de分fen布bu形xing狀zhuang不bu需xu要yao做zuo任ren何he假jia設she,即ji采cai用yong無wu設she定ding參can數shu分fen析xi法fa。分fen析xi程cheng序xu可ke以yi很hen簡jian單dan,隻zhi需xu要yao直zhi觀guan觀guan測ce頻pin數shu分fen布bu;也可能很複雜,要對兩個或多個直方圖逐道地進行比較。
逐點描圖(或用手工,或用描圖儀、計算機係統)是大家常用的數據分析的重要手段。我們常可以用來了解數據的特性、尋找那些不曾預料的特異征兆、選擇統計分析的模型、顯xian示shi最zui終zhong結jie果guo等deng。事shi實shi上shang,不bu經jing過guo先xian對dui數shu據ju進jin行xing直zhi觀guan觀guan察cha分fen析xi就jiu決jue不bu應ying該gai對dui這zhe批pi數shu據ju進jin行xing數shu值zhi分fen析xi。從cong這zhe一yi點dian來lai看kan,非fei參can數shu分fen析xi是shi參can數shu分fen析xi的de基ji礎chu。
逐道比較工作量較大,但用直觀法很容易發現明顯的差異,特別是對照組和測試組。考慮到FCM的可靠性,要注意到對每組測量,都要有對照組,對照組可以是空白對照組、陰性對照組、或(huo)零(ling)時(shi)刻(ke)對(dui)照(zhao)組(zu)等(deng),具(ju)體(ti)設(she)置(zhi)應(ying)根(gen)據(ju)整(zheng)體(ti)實(shi)驗(yan)要(yao)求(qiu)而(er)定(ding)。對(dui)照(zhao)組(zu)和(he)測(ce)試(shi)組(zu)的(de)逐(zhu)道(dao)比(bi)較(jiao)往(wang)往(wang)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)許(xu)多(duo)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)誤(wu)差(cha)和(he)錯(cuo)誤(wu)解(jie)釋(shi)。順(shun)便(bian)指(zhi)出(chu),進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)時(shi)對(dui)曲(qu)線(xian)的(de)總(zong)細(xi)胞(bao)數(shu)進(jin)行(xing)歸(gui)一(yi)化(hua)處(chu)理(li),甚(shen)至(zhi)對(dui)兩(liang)條(tiao)曲(qu)線(xian)逐(zhu)道(dao)相(xiang)減(jian)而(er)得(de)到(dao)“差結果曲線”往往是適宜的。
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